PTM

class qiskit.quantum_info.PTM(data, input_dims=None, output_dims=None)

Basi: QuantumChannel

Rappresentazione della matrice di trasferimento di Pauli (PTM) di un canale quantistico.

La rappresentazione PTM di un canale quantistico $n$ -qubit $n$ è un $\mathcal{E}$ -qubit SuperOp $R$ definita rispetto alla vettorizzazione nella base di Pauli invece che alla vettorizzazione a colonne. Gli elementi del PTM $R$ sono dati da

R

dove $[P_0, P_1, ..., P_{4^{n}-1}]$ è la base di Pauli di $n$ -qubit in ordine lessicografico.

L'evoluzione di a DensityMatrix $\rho$ rispetto al PTM è data da

\rho

dove $|A\rangle\!\rangle_P$ indica la vettorizzazione nella base di Pauli $\langle i | A\rangle\!\rangle_P = \sqrt{\frac{1}{2^n}} \text{Tr}[P_i A]$ .

Per ulteriori dettagli si veda il riferimento [1].

Riferimenti

C.J. Legno, J.D. Biamonte, D.G. Cory, Reti tensoriali e calcolo grafico per sistemi quantistici aperti, Quant. Inf. Comp. 15, 0579-0811 (2015). arXiv:1111.6950 [quant-ph]

Inizializza un operatore di canale quantistico PTM.

Parametri

data (QuantumCircuit |circuit.instruction.Instruction | BaseOperator | np.ndarray) – dati per l'inizializzazione del superoperatore.
input_dims (int |tuple | None) – le dimensioni del sottosistema di ingresso.
output_dims (int |tuple | None) – le dimensioni del sottosistema di uscita.

Aumenti

QiskitError – se i dati di input non costituiscono un canale a N qubit o non possono essere inizializzati come PTM.

Ulteriori informazioni:

Se le dimensioni di ingresso o di uscita sono Nessuna, vengono determinate automaticamente dai dati di ingresso. La rappresentazione PTM è valida solo per canali a N-qubit.

Attributi

atol

Valore predefinito: 1e-08

data

Dati di ritorno.

dim

Restituisce una tupla (forma_ingresso, forma_uscita).

num_qubits

Restituisce il numero di qubit se si tratta di un operatore a N qubit o altrimenti None.

qargs

Restituisce i qarg per l'operatore.

rtol

Valore predefinito: 1e-05

settings

Impostazioni di ritorno.

Metodi

adjoint

adjoint()

Restituisce il canale quantistico aggiunto.

Nota

Questo è equivalente al coniugato della matrice Hermitiana nella rappresentazione SuperOp cioè per un canale $\mathcal{E}$ , la SuperOp del canale adiacente $\mathcal{E}$ è $S_{\mathcal{E}^\dagger} = S_{\mathcal{E}}^\dagger$ .

compose

compose(other, qargs=None, front=False)

Restituisce la composizione dell'operatore con un altro PTM.

Parametri

Risultati

Il PTM composto.

Tipo di restituzione

PTM

Aumenti

QiskitError – se l’altro non può essere convertito in un operatore o presenta dimensioni incompatibili con i sottosistemi specificati.

Nota

La composizione (&) per default è definita come moltiplicazione matriciale sinistra per gli operatori matriciali, mentre @ (equivalente a dot()) è definita come moltiplicazione matriciale destra. Cioè A & B == A.compose(B) è equivalente a B @ A == B.dot(A) quando A e B sono dello stesso tipo.

Impostando il kwarg front=True si passa alla moltiplicazione matriciale destra ed è equivalente al metodo dot()A.dot(B) == A.compose(B, front=True) .

conjugate

conjugate()

Restituisce il canale quantistico coniugato.

Nota

Questo è equivalente alla matrice complessa coniugata nella rappresentazione SuperOp cioè per un canale $\mathcal{E}$ , la SuperOp del canale coniugato $\mathcal{E}$ è $S_{\overline{\mathcal{E}^\dagger}} = \overline{S_{\mathcal{E}}}$ .

copy

copy()

Eseguire una copia profonda dell'operatore corrente.

dot

dot(other, qargs=None)

Restituisce l'operatore moltiplicato a destra self * altro.

Parametri

Risultati

La matrice destra moltiplicata Operatore.

Tipo di restituzione

Nota

Il prodotto di punti può essere ottenuto utilizzando l'operatore binario @ . Quindi a.dot(b) è equivalente a a @ b.

expand

expand(other)

Restituisce il prodotto tensoriale di ordine inverso con un altro PTM.

Parametri

other (PTM) – un oggetto PTM.

Risultati

il prodotto tensoriale $b \otimes a$ , dove $a$

è il PTM corrente e $b$ è l'altro PTM.

Tipo di restituzione

input_dims

input_dims(qargs=None)

Restituisce una tupla di dimensioni di ingresso per i sottosistemi specificati.

is_cp

is_cp(atol=None, rtol=None)

Verifica se la matrice di Choi è completamente positiva (CP)

Parametri

atol (float | None)
rtol (float | None)

Tipo di restituzione

is_cptp

is_cptp(atol=None, rtol=None)

Restituisce True se la traccia è completamente positiva (CPTP).

Parametri

atol (float | None)
rtol (float | None)

Tipo di restituzione

is_tp

is_tp(atol=None, rtol=None)

Test per verificare se un canale è a conservazione di traccia (TP)

Parametri

atol (float | None)
rtol (float | None)

Tipo di restituzione

is_unitary

is_unitary(atol=None, rtol=None)

Restituisce True se QuantumChannel è un canale unitario.

Parametri

atol (float | None)
rtol (float | None)

Tipo di restituzione

output_dims

output_dims(qargs=None)

Restituisce una tupla di dimensioni di uscita per i sottosistemi specificati.

power

power(n)

Restituisce la potenza del canale quantistico.

Parametri

n (float) – l'esponente della potenza.

Risultati

il canale $\mathcal{{E}} ^n$ .

Tipo di restituzione

Aumenti

QiskitError – se le dimensioni di ingresso e di uscita dell' SuperOp e non sono uguali.

Nota

Per esponenti non positivi o non interi, la potenza è definita come la potenza della matrice della rappresentazione SuperOp cioè per un canale $\mathcal{{E}}$ , la SuperOp del canale alimentato $\mathcal{{E}}^n$ è $S_{{\mathcal{{E}}^n}} = S_{{\mathcal{{E}}}}^n$ .

reshape

reshape(input_dims=None, output_dims=None, num_qubits=None)

Restituisce una copia superficiale con le dimensioni dei sottosistemi di ingresso e di uscita rimodellate.

Parametri

input_dims (None or tuple) – nuove dimensioni di input del sottosistema. Se Nessuno, le attenuazioni dell'input originale verranno mantenute. [Predefinito: Nessuno].
output_dims (None or tuple) – nuove dimensioni di uscita del sottosistema. Se Nessuno, le gradazioni di output originali verranno mantenute. [Predefinito: Nessuno].
num_qubits (None or int) – rimodella in un operatore N-qubit [Predefinito: Nessuno].

Risultati

restituisce self con le dimensioni di ingresso e di uscita rimodellate.

Tipo di restituzione

BaseOperator

Aumenti

QiskitError – se la somma delle dimensioni di ingresso o di uscita di tutti i sottosistemi non è costante.

tensor

tensor(other)

Restituisce il prodotto tensoriale con un altro PTM.

Parametri

other (PTM) – un oggetto PTM.

Risultati

il prodotto tensoriale $a \otimes b$ , dove $a$

è il PTM corrente e $b$ è l'altro PTM.

Tipo di restituzione

Nota

Il prodotto tensoriale può essere ottenuto utilizzando l'operatore binario ^ . Quindi a.tensor(b) è equivalente a a ^ b.

to_instruction

to_instruction()

Convertire in un'istruzione di circuito Kraus o UnitaryGate.

Se il canale è unitario, verrà aggiunto come porta unitaria, altrimenti verrà aggiunto come istruzione del simulatore di kraus.

Risultati

Un'istruzione kraus per il canale.

Tipo di restituzione

qiskit.circuit.Instruction

Aumenti

QiskitError – se i dati di ingresso non costituiscono un canale quantistico CPTP a N qubit.

to_operator

to_operator()

Cercare di convertire il canale in una rappresentazione unitaria Operatore.

Tipo di restituzione

transpose

transpose()

Restituisce il canale quantistico trasposto.

Nota

Ciò equivale alla trasposizione della matrice nella SuperOp rappresentazione, ovvero, per un canale $\mathcal{E}$ , il canale SuperOp del canale trasposto $\mathcal{E}$ è $S_{\mathcal{E}^T} = S_{\mathcal{E}}^T$ .

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